CN110688624A - 一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，包括：读取变压器运行状态信息；然后对变压器运行信息进行分析，筛选出各类运行状态异常信号；再根据基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算公式，计算变压器故障概率；最后将各相关变压器的故障概率由大到小排序，得到基于运行状态异常信息的变压器故障集。本发明向电网在线安全稳定评估预警系统输出风险设备故障集，便于后续评估电网在变压器运行状态异常环境下的安全稳定性并给出安全稳定控制措施，有助于提高电网安全稳定运行水平。

Description

一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法
技术领域
本发明涉及一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，属于电网安全稳定分析与防灾减灾技术领域。
背景技术
变压器是组成电力系统的重要设备，其运行状态对电网安全稳定运行有着重要的影响。目前，电网调度控制系统一般根据变压器监测信息，定性判断变压器的实时运行状态，但无法定量评估其在未来一段时间内的运行状态，因而电网调度控制系统无法根据预判的变压器可能发生的故障情况给出预防控制辅助决策，为电网安全稳定运行带来风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，用于电网调度控制系统提前预判变压器可能发生的故障对电网运行的影响，提前制定预防控制预案，降低电网运行风险。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明实施例提供一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，包括：
读取变压器运行状态信息；
对所述读取的变压器运行状态信息进行异常信号筛选；
根据所述筛选的异常信号确定与运行状态信息相关联的各部件的故障率；
根据与运行状态信息相关联的各部件的故障率计算变压器故障概率；
根据每台变压器故障概率生成变压器故障集。
进一步的，读取变压器运行状态信息，包括：通过数据采集与监视控制系统实时上传变压器运行状态信息。
进一步的，所述读取变压器运行状态信息的时间频率应不低于每15min一次。
进一步的，对所述读取的变压器运行状态信息进行异常信号筛选，包括：
将读取的变压器运行状态信息分为4类：本体状态信息、冷却器状态信息、有载调压机构状态信息和保护装置状态信息；
分别筛选每类状态信息的异常信号，包括：
筛选本体状态信息的故障、告警和异常信号；
筛选冷却器状态信息的故障、告警、异常、投入和电源消失信号；
筛选有载调压机构状态信息的故障、告警和异常信号；
筛选保护装置状态信息的故障、告警和异常信号。
进一步的，根据所述筛选的异常信号确定与运行状态信息相关联的部件的故障率，包括：
本体故障率取值为：
如果异常信号为本体故障，则本体故障率取值为1；
如果异常信号为本体告警，则本体故障率取值为0.7；
如果异常信号为本体异常，则本体故障率取值为0.4；
冷却器故障率取值为：
如果异常信号为冷却器故障，则冷却器故障率取值为1；
如果异常信号为冷却器告警，则冷却器故障率取值为0.7；
如果异常信号为冷却器异常，则冷却器故障率取值为0.4；
如果异常信号为冷却器投入，则冷却器故障率取值为0.4；
如果异常信号为冷却器电源消失，则冷却器故障率取值为0.7；
有载调压机构故障率取值为：
如果异常信号为有载调压机构故障，则有载调压机构故障率取值为1；
如果异常信号为有载调压机构告警，则有载调压机构故障率取值为0.7；
如果异常信号为有载调压机构异常，则有载调压机构故障率取值为0.4；
保护装置故障率取值为：
如果异常信号为保护装置故障，则保护装置故障率取值为1；
如果异常信号为保护装置告警，则保护装置故障率取值为0.7；
如果异常信号为保护装置异常，则保护装置故障率取值为0.4。
进一步的，如果某变压器的同一部件在统计时效内有多条异常信号，则取所有异常信号对应的故障率中的最大值为该部件的故障率。
进一步的，所述根据与运行状态信息相关联的各部件的故障率计算变压器故障概率，包括：
Figure BDA0002226259060000021
其中，P为变压器故障概率，λ本体为本体故障率，λ冷却器为冷却器故障率，λ调压机构为有载调压机构故障率，λ保护装置为保护装置故障率，λ0为常数。
进一步的，所述λ0取0.02次/台·年。
进一步的，根据每台变压器故障概率生成变压器故障集，包括：
将读取到状态变化信息的变压器均计算得到故障概率，由大到小进行排列，生成变压器故障集。
本发明所达到的有益效果为：
本发明提供一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，在传统的根据变压器监测信息定性判断变压器实时运行状态的基础上，进一步定量评估了未来一段时间内的变压器故障概率，为电网调度控制系统提前根据变压器可能发生的故障对电网运行的影响制定预防控制预案提供必要的信息输入支撑。
附图说明
图1为本发明方法的具体实施流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
本发明实施例提供一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，利用了变压器实时运行的状态信息，预判未来一段时间内发生故障的可能性的大小。该未来一段时间，一般为下一个实时运行状态信息采用时刻之前。如本发明实施例中建议的运行状态信息的时间频率为15min，则该未来一段时间即为未来15min之内变压器发生故障的可能性的大小。
具体实施过程参见图1，包括：
步骤1：变压器运行状态信息读取
读取通过SCADA(数据采集与监视控制)系统实时上传的变压器运行状态信息。
以基于D5000平台的电网调度控制系统为例，变压器运行状态信息一般存储在实时数据库中SCADA应用下的“保护信号表”中。
为适应电网在线安全稳定分析的时效要求，读取变压器运行状态信息的时间频率应不低于每15min一次。本发明实施例建议每5min读取一次变压器运行状态信息并计算变压器故障概率。
步骤2：变压器运行状态异常信号筛选
将读取到的变压器运行状态信息分为4类：本体状态信息、冷却器状态信息、有载调压机构状态信息和保护装置状态信息。对每一类状态信息相关联的部件，确定其故障率。当某变压器的同一部件在统计时效内有多条状态信息时，则取所有状态信息对应的故障率中的最大值为该部件的故障率。
(1)根据本体状态信息，确定本体故障率λ本体的取值。
读取的变压器本体状态信息包括3类：故障、告警、异常。本体故障率λ本体的取值如下表1所示。
表1本体故障率取值
Figure BDA0002226259060000041
(2)根据冷却器状态信息，确定冷却器故障率λ冷却器的取值。
读取的变压器冷却器状态信息包括5类：故障、告警、异常、投入、电源消失。冷却器故障率λ冷却器的取值如下表2所示。
表2冷却器故障率取值
(3)根据有载调压机构状态信息，确定有载调压机构故障率λ调压机构的取值。
读取的变压器有载调压机构状态信息包括3类：故障、告警、异常。有载调压机构故障率λ调压机构的取值如下表3所示。
表3有载调压机构故障率取值
Figure BDA0002226259060000043
(4)根据保护装置状态信息，确定保护装置故障率λ保护装置的取值。
读取的变压器保护装置状态信息包括3类：故障、告警、异常。保护装置故障率λ保护装置的取值如下表4所示。
表4变压器保护装置取值
Figure BDA0002226259060000051
步骤3：变压器故障概率计算
将步骤2得到的各部件故障率代入以下公式，计算基于运行状态异常信息的变压器故障概率。
Figure BDA0002226259060000052
式中，P为变压器故障概率，λ本体为本体故障率，λ冷却器为冷却器故障率，λ调压机构为调压机构故障率，λ保护装置为保护装置故障率，λ0为常数，一般与该地区电网变压器年故障率统计值同一数量级，本发明建议取0.02次/(台·年)。
步骤4：变压器故障集生成
将读取到状态变化信息的变压器按照步骤3计算得到的故障概率由大到小进行排列，生成变压器故障集。
本发明在传统的根据变压器监测信息定性判断变压器实时运行状态的基础上，进一步定量评估了未来一段时间内的变压器故障概率，为电网调度控制系统提前根据变压器可能发生的故障对电网运行的影响制定预防控制预案提供必要的信息输入支撑。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，其特征在于，包括：
读取变压器运行状态信息；
对所述读取的变压器运行状态信息进行异常信号筛选；
根据所述筛选的异常信号确定与运行状态信息相关联的各部件的故障率；
根据与运行状态信息相关联的各部件的故障率计算变压器故障概率；
根据每台变压器故障概率生成变压器故障集。
2.根据权利要求1所述的一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，其特征在于，读取变压器运行状态信息，包括：通过数据采集与监视控制系统实时上传变压器运行状态信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，其特征在于，所述读取变压器运行状态信息的时间频率应不低于每15min一次。
4.根据权利要求1所述的一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，其特征在于，对所述读取的变压器运行状态信息进行异常信号筛选，包括：
将读取的变压器运行状态信息分为4类：本体状态信息、冷却器状态信息、有载调压机构状态信息和保护装置状态信息；
分别筛选每类状态信息的异常信号，包括：
筛选本体状态信息的故障、告警和异常信号；
筛选冷却器状态信息的故障、告警、异常、投入和电源消失信号；
筛选有载调压机构状态信息的故障、告警和异常信号；
筛选保护装置状态信息的故障、告警和异常信号。
5.根据权利要求4所述的一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，其特征在于，根据所述筛选的异常信号确定与运行状态信息相关联的部件的故障率，包括：
本体故障率取值为：
如果异常信号为本体故障，则本体故障率取值为1；
如果异常信号为本体告警，则本体故障率取值为0.7；
如果异常信号为本体异常，则本体故障率取值为0.4；
冷却器故障率取值为：
如果异常信号为冷却器故障，则冷却器故障率取值为1；
如果异常信号为冷却器告警，则冷却器故障率取值为0.7；
如果异常信号为冷却器异常，则冷却器故障率取值为0.4；
如果异常信号为冷却器投入，则冷却器故障率取值为0.4；
如果异常信号为冷却器电源消失，则冷却器故障率取值为0.7；
有载调压机构故障率取值为：
如果异常信号为有载调压机构故障，则有载调压机构故障率取值为1；
如果异常信号为有载调压机构告警，则有载调压机构故障率取值为0.7；
如果异常信号为有载调压机构异常，则有载调压机构故障率取值为0.4；
保护装置故障率取值为：
如果异常信号为保护装置故障，则保护装置故障率取值为1；
如果异常信号为保护装置告警，则保护装置故障率取值为0.7；
如果异常信号为保护装置异常，则保护装置故障率取值为0.4。
6.根据权利要求5所述的一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，其特征在于，如果某变压器的同一部件在统计时效内有多条异常信号，则取所有异常信号对应的故障率中的最大值为该部件的故障率。
7.根据权利要求1所述的一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，其特征在于，所述根据与运行状态信息相关联的各部件的故障率计算变压器故障概率，包括：
Figure FDA0002226259050000021
其中，P为变压器故障概率，λ本体为本体故障率，λ冷却器为冷却器故障率，λ调压机构为有载调压机构故障率，λ保护装置为保护装置故障率，λ0为常数。
8.根据权利要求7所述的一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，其特征在于，所述λ0取0.02次/台·年。
9.根据权利要求1所述的一种基于运行状态异常信息的变压器故障概率计算方法，其特征在于，根据每台变压器故障概率生成变压器故障集，包括：
将读取到状态变化信息的变压器均计算得到故障概率，由大到小进行排列，生成变压器故障集。
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